降低烧结矿返矿率

降低烧结矿返矿率

永通铸管公司技术质量部QC小组二零一五年四月

第一页，共42页。课题背景

烧结矿是钢铁行业高炉炼铁的重要原料，烧结矿<5㎜的粉末为返矿。烧结矿返矿率=返矿/（返矿+成品矿）×100%。

近两年安钢集团永通铸管公司通过烧结机扩容改造，烧结矿生产能力大幅提高，但烧结矿返矿率远高于行业平均水平，对公司高炉炼铁稳定顺行、经济效益影响严重。因此，永通铸管公司技术质量部QC小组以《降低烧结矿返矿率》作为2014年度攻关课题并认真加以实施。第二页，共42页。一小组介绍（一）小组概况

1．小组名称：永通铸管公司技术质量部QC小组2．成立时间：2003年12月3．课题名称：降低烧结矿返矿率4．注册时间：2014年元月5．注册编号：AG2014/14-016．课题类型：攻关型7．循环时间：2014年元月22日至2015年元月31日8、小组荣誉：曾获得河南省、安阳市等各级优秀QC成果奖。（二）活动情况

本次QC小组活动共16次，累计时间80小时，烧结机生产及相关专业知识集体学习、研讨4次，占25%，课题活动时间10次，占62.5%，成果总结巩固2次，占12.5%。

第三页，共42页。（三）小组成员

小组成员情况表

序号小组职务姓名性别年龄文化程度职称（职务）1组长秦旭升男42本科技术质量部长、炼铁高级工程师2副组长徐德强男38本科技术质量副部长、炼铁工程师3顾问胡明意男40本科烧结高级工程师、安阳市青年岗位能手4联络员郑华女35本科机械、质量工程师5组员左武新男34本科自控、仪表工程师6组员付林林女33本科程序员、化验工程师7组员柴强男34本科机械、质量工程师8组员范永华男33本科电气、仪表工程师制表人：郑华时间：2014年元月

第四页，共42页。二选题理由近几年永通铸管公司烧结矿返矿率一直高于行业平均水平，对公司效益影响严重。降低烧结矿返矿率烧结机扩容改造生产能力提高，但返矿率过高造成烧结能耗超高，烧结矿生产成本居高不下。烧结机生产不稳定，返矿率高，烧结矿供应量不足造成炼铁生产被动，，炼铁成本增加。烧结返矿量过多影响烧结过程，烧结矿强度差，造成烧结生产恶性循环。制图人：胡明意时间：2014年2月

第五页，共42页。三现状调查调查一

2014年元月份我们QC小组将永通公司2013下半年烧结矿月平均返矿率作了分期统计，列出统计表，并绘制了月平均返矿率折线图。〔见表1、图1〕表1：2013年下半年烧结矿月平均返矿率统计表2013年月份7月8月9月10月11月12月合计平均值平均返矿率〔%〕24.125.821.924.527.525.424.9图1：2013下半年烧结矿月平均返矿率折线图

制图人：付林林时间：2014年2月

第六页，共42页。调查二针对烧结机生产不稳定、烧结矿返矿率高的现状，烧结专家胡明意（安阳市青年岗位能手）带领小组成员深入烧结生产一线各岗位进行生产情况摸低调查。将导致烧结矿返矿率高的主要因素进行分类统计，绘制出烧结机班返矿率不合格〔综合考虑≥22.8%〕排列图。（国内同类机型烧结矿返矿率先进指标<19%）表2：2013年下半年烧结机班返矿率不合格〔≥22.8%〕次数统计表

序号项目频次〔次〕累计频次〔次〕累计百分数〔%〕1烧结料层透气性差17117143.52烧结料面点火效果差13630778.13设备事故停机4335089.14烧结终点控制不合理2937996.45其它14393100合计393第七页，共42页。0图2:烧结机班返矿率不合格排列图

结论：从排列图可以看出，“烧结料层透气性差”和“烧结料面点火效果差”两项因素占总数的78.1%，是造成烧结机返矿率高、班返矿率不合格的主要因素。

烧结料层透气性差烧结料面点火效果差设备故障停机烧结终点控制不合理其它07915723531439320406080100频次〔次〕N=393累计百分数〔%〕

17113643291443.578.189.196.4制图人：徐德强时间：2014年2月

第八页，共42页。四目标值设定目标值设定：烧结矿月平均返矿率由2013下半年平均24.9%实现2014下半年月平均返矿率<20%。（国内同类机型烧结矿返矿率先进指标<19%）制图人：胡明意时间：2014年2月图5：活动目标设定情况对比度柱状图

第九页，共42页。

为了找出致使“烧结料层透气性差”和“烧结料面点火效果差”两项主要因素的深层次原因,我们绘制关联图如下（烧结专家将红色方框暂定为主要原因）:

五原因分析图4：“烧结料层透气性差”和“烧结料面点火效果差”关联图

焦粉粒度粗、生石灰质量差铁精矿粉水份大混合机工艺参数不合理混合料混匀、造球差烧结料层厚度高烧结布料技术差烧结液相生成不好原燃料配比不当烧结料层有效风量小抽风系统漏风率过高烧结机台车布料料面不平整烧结主抽风机能力不够

混合料温度低混合料预热效果差点火温度低

煤气和空气配比不稳点火助燃空气温度不够烧结布料装置不合理烧结点火真空度不适宜烧结料层透气性差烧结料面点火效果差制图人：胡明意时间：2014年2月经常出现点火料面拉沟现象第十页，共42页。六要因确认1焦粉粒度粗、生石灰质量差二次混合机工艺参数不合理原燃料配比不当烧结布料技术差烧结布料装置不合理抽风系统漏风率过高烧结主抽风机能力不够混合料预热效果差煤气和空气配比不稳点火助燃空气温度不够烧结点火真空度不适宜原因焦粉粒度粗、生石灰质量差验证标准永通公司原燃料标准，编号：QB/YTY01—2015要因分析受市场的影响，焦粉、生石灰等烧结机生产燃原料供应有时来源杂、批量小，但原燃料现场采用分类存放、集中使用的办法来克服其烧结机生产稳定性不利影响。2月16～20日随机抽查取样36次，33次合格，合格率为91.67%，符合生产工艺要求（≥85%）。确认非要因负责人付林林验证时间2014.2.26～3.10第十一页，共42页。要因确认2焦粉粒度粗、生石灰质量差二次混合机工艺参数不合理原燃料配比不当烧结布料技术差烧结布料装置不合理抽风系统漏风率过高烧结主抽风机能力不够混合料预热效果差煤气和空气配比不稳点火助燃空气温度不够烧结点火真空度不适宜原因混合机工艺参数不合理验证标准烧结车间工艺技术规程，SQWp—02—01要因分析烧结机扩容改造，其二次圆筒混合机倾角、转速等工艺参数没有随之作实时调整，2月22日～3月6日定期间隔检测烧结混合料生球粒度组成52次，3～10mm粒级含量平均值为68.3%，达不到生产工艺要（≥75%）。确认是要因负责人范永华验证时间2014.2.22～3.6第十二页，共42页。要因确认3焦粉粒度粗、生石灰质量差二次混合机工艺参数不合理原燃料配比不当烧结布料技术差烧结布料装置不合理抽风系统漏风率过高烧结主抽风机能力不够混合料预热效果差煤气和空气配比不稳点火助燃空气温度不够烧结点火真空度不适宜原因原燃料熔剂配比不当验证标准烧结预配料岗位作业制度，SQWs-02-08要因分析原燃料熔剂的配比对烧结生产有关键性影响，通过2月25日～3月5日每天两次随机对烧结混合料抽查取样并作烧结杯试验，结果表明：1300℃标准情况下烧结液相平均生成量只有32.7%,不符合工艺45～50%的要求。确认是要因负责人付林林验证时间2014.2.25～3.15第十三页，共42页。要因确认4焦粉粒度粗、生石灰质量差二次混合机、工艺参数不合理原燃料配比不当烧结布料技术差烧结布料装置不合理抽风系统漏风率过高烧结主抽风机能力不够混合料预热效果差煤气和空气配比不稳点火助燃空气温度不够烧结点火真空度不适宜原因烧结布料技术差验证标准烧结机岗位作业制度,SQWs-02-13要因分析我公司烧结机投产九年，绝大部分布料操作工人都具备多年实际工作经验，布料技术得到较大提高，经过烧结工操作技能鉴定，工人布料操作合格率达到100%。确认非要因负责人左武新验证时间2014.2.21～3.12第十四页，共42页。要因确认5焦粉粒度粗、生石灰质量差二次混合机工艺参数不合理原燃料配比不当烧结布料技术差烧结布料装置不合理抽风系统漏风率过高烧结主抽风机能力不够混合料预热效果差煤气和空气配比不稳点火助燃空气温度不够烧结点火真空度不适宜原因烧结布料装置不合理验证标准烧结设备检修维护作业制度，SQWs-02-23要因分析烧结机布料装置使用中烧结机台车边缘布不满料，混合料不能自上而下进行粒度分级，布料过程中混合料固定碳上部含量少下部多形成偏析不合理等严重问题，不符合工艺设备要求。确认是要因负责人郑华验证时间2014.2.20～2.28第十五页，共42页。要因确认6焦粉粒度粗、生石灰质量差二次混合机工艺参数不合理原燃料配比不当烧结布料技术差烧结布料装置不合理抽风系统漏风率过高烧结主抽风机能力不够混合料预热效果差煤气和空气配比不稳点火助燃空气温度不够烧结点火真空度不适宜原因抽风系统漏风率过高验证标准烧结抽风机岗位作业制度，SQWs-02-20要因分析烧结机扩容改造时，抽风系统各密封装置得到系统检修或更新，漏风率由改造前的56%降低到43%，在国内处于较好的水平。达到生产工艺要求（≤45%）。确认非要因负责人柴强验证时间2014.2.22～2.27第十六页，共42页。要因确认7焦粉粒度粗、生石灰质量差二次混合机工艺参数不合理原燃料配比不当烧结布料技术差烧结布料装置不合理抽风系统漏风率过高烧结主抽风机能力不够混合料预热效果差煤气和空气配比不稳点火助燃空气温度不够烧结点火真空度不适宜原因烧结主抽风机能力不够验证标准烧结车间工艺技术规程，SQWp—02—01要因分析烧结机扩容改造时，1、2号烧将原有的烧结机主抽风系统D3000-12型风机及电机拆除，更新为D4000-11型风机及配套电机，烧结有效抽风量由原来的75m3/min.m2提高到100m3/min.m2,符合生产工艺90～100m3/min.㎡的要求。确认非要因负责人秦旭升验证时间2004.2.22～3.6第十七页，共42页。要因确认8焦粉粒度粗、生石灰质量差二次混合机工艺参数不合理原燃料配比不当烧结布料技术差烧结布料装置不合理抽风系统漏风率过高烧结主抽风机能力不够混合料预热效果差煤气和空气配比不稳点火助燃空气温度不够烧结点火真空度不适宜原因混合料预热效果差验证标准烧结混合机岗位作业制度,编号：SQWs-02-10要因分析烧结混合料经过热返矿预热、蒸汽预热、热空气预热、生石灰预热等措施，工艺监测数据表明混合料温度67～77℃，完全能够满足烧结机生产要求（≥65℃）。确认非要因负责人范永华验证时间2014.2.24～2.26第十八页，共42页。要因确认9焦粉粒度粗、生石灰质量差二次混合机工艺参数不合理原燃料配比不当烧结布料技术差烧结布料装置不合理抽风系统漏风率过高烧结主抽风机能力不够混合料预热效果差煤气和空气配比不稳点火助燃空气温度不够烧结点火真空度不适宜原因煤气和空气配比不稳验证标准烧结车间工艺技术规程，SQWp—02—01要因分析自动化控制专业技术人员在烧结机进行扩容改造时,将烧结点火空燃比由人工手动控制改为微机自动，空燃比不合适的问题得到解决，降低了工人的劳动强度。点火温度达到920～990℃，满足烧结生产工艺的要求（900～950℃）。确认非要因负责人胡明意验证时间2014.2.22～3.1第十九页，共42页。要因确认10焦粉粒度粗、生石灰质量差二次混合机工艺参数不合理原燃料配比不当烧结布料技术差烧结布料装置不合理烧结机抽风系统漏风烧结主抽风机能力不够混合料预热效果差煤气和空气配比不稳点火助燃空气温度不够烧结点火真空度不适宜原因点火助燃空气温度不够验证标准烧结点火器烘炉岗位作业制度，SQWs-02-11要因分析经带冷机上热烧结矿预热助燃空气，1号机助燃空气温度400℃左右2号机助燃空气温度350℃左右，基本达到生产要求(≥300℃)。确认非要因负责人徐德强验证时间2014.2.23～2.28第二十页，共42页。要因确认11焦粉粒度粗、生石灰质量差二次混合机工艺参数不合理原燃料配比不当烧结布料技术差烧结布料装置不合理抽风系统漏风率过高烧结主抽风机能力不够混合料预热效果差煤气和空气配比不稳点火助燃空气温度不够烧结点火真空度不适宜原因烧结点火真空度不适宜验证标准同类机型烧结点火先进经验要因分析烧结点火器点火真空度高达12.3kpa，参照同类机型烧结点火先进经验，适宜的点火真空度为4.5～6.5kpa。达不到生产工艺的要求。确认是要因负责人徐德强验证时间2014.2.23～3.2第二十一页，共42页。六要因确认序号原因要因分析确认负责人验证时间1烧结原料条件差受市场的影响，铁矿粉等烧结机生产原料供应有时品种杂、批量小，但原料现场采用分类堆放、集中使用的办法来克服其对原料化学成份稳定性不利的影响。2月16～20日随机抽查取样36次，33次合格，合格率为91.67%，符合生产工艺要求。非要因付林林2014.2.16～2.202混合机、造球机工艺参数不合理烧结机扩容改造，其混合机、造球机倾角、转速等工艺参数没有随之作实时调整，2月22日～3月3日定期间隔检测烧结混合料生球粒度组成52次，3～10mm粒级含量平均值为68.3%，达不到生产工艺要求（≥75%）。是要因范永华2014.2.22～3.33原燃料熔剂配比不当原燃料熔剂的配比对烧结生产有关键性影响，通过2月25日～3月5日每天两次随机对烧结混合料抽查取样并作烧结杯试验，结果表明：1300℃标准情况下烧结液相平均生成量只有32.7%,不符合工艺45～50%的要求。是要因付林林2014.2.25～3.54布料技术差我公司烧结机投产九年，绝大部分布料操作工人都具备多年实际工作经验，布料技术得到较大提高。非要因左武新2014.2.215布料装置不合理烧结机布料装置使用中烧结机台车边缘布不满料，混合料不能自上而下进行粒度分级，布料过程中混合料固定碳上部含量少下部多形成偏析不合理等严重问题。是要因郑华2014.2.20～2.256抽风系统漏风烧结机扩容改造时，抽风系统各密封装置得到系统检修或更新，漏风率由改造前的56%降低到37%，在国内处于较好的水平。非要因柴强2014.2.22～2.277主抽风机能力不够烧结机扩容改造后烧结有效抽风面积由30㎡增加到40㎡，2号烧结机仍使用原有的主抽风机，烧结有效风量只有75m3/min.㎡，不符合生产工艺90～100m3/min.㎡的要求。是要因秦旭升2004.2.228混合料预热效果差烧结混合料经过热返矿预热、蒸汽预热、热空气预热、生石灰预热等措施，工艺监测数据表明混合料温度67～77℃，完全能够满足烧结机生产的要求（≥65℃）。非要因秦旭升2014.2.24～2.269煤气和空气配比不稳烧结点火煤气流量、压力波动很大，而空气流量、压力相对稳定，使用人工手动调整煤气和空气的配比，不精确，点火温度通常只有820～890℃，达不到生产工艺的要求。是要因胡明意2014.2.22～3.110助燃空气温度不够经带冷机上热烧结矿预热助燃空气，1号机助燃空气温度400℃左右2号机助燃空气温度350℃左右，基本达到生产要求。非要因徐德强2014.2.23～2.2811点火真空度不适宜烧结点火器点火真空度高达12.3kpa，参照同类机型烧结点火先进经验，适宜的点火真空度为4.5～6.5kpa。是要因徐德强2014.2.23～3.2

通过要因验证,确认出造成“烧结料层透气性差”和“烧结料面点火效果差”两项因素的主要原因是:（1）二次混合机工艺参数不当；（2）原燃料配比不当；（3）烧结布料装置不合理；（4）烧结点火真空度不适宜焦粉粒度粗、生石灰质量差二次混合机工艺参数不合理原燃料配比不当烧结布料技术差烧结布料装置不合理抽风系统漏风率过高烧结主抽风机能力不够混合料预热效果差煤气和空气配比不稳点火助燃空气温度不够烧结点火真空度不适宜第二十二页，共42页。七制定对策要因确认后，我们认真加以分析，并根据每个人的能力和特长分工，作对策表如下：

序号要因项目对策目标措施负责人完成时间、地点1混合机工艺参数不合理优化二次圆筒混合机的工艺参数：倾角、转速等。保持烧结混合料水份稳定、料流稳定，实现了高效率的烧结料混匀、制粒。实现二次混合机机工艺参数系统整体优化，3～10mm粒级含量平均值≥75%，满足原料层烧结生产工艺要求。将二次圆筒混合机倾角由2.52°调整到3.26°；将烧结圆筒混合机减速机高速轴更换，转速由6.5r/min调整到7.8r/min；改进喷嘴加水方式。秦旭升范永华2014年4月底以前，混合机现场。2原燃料配比不当开展烧结配矿研究，制定低成本烧结配矿可行性方案；结合以往生产实际经验，并依据不同含铁原料情况下原燃料配比的混合料烧结杯试验结果验证，选定当前稳定适宜的配料比。实现快速、精确配料计算与成本核算。按成品烧结矿化学成份与低生产成本确定配料比例，优化了烧结配矿结构，降低烧结配矿成本1元/吨。建立专家系统利用数学模型寻求低成本最优烧结配矿结构，为铁矿采购及时提供科学高效的化学成份评价、决策依据。对备选烧结配矿方案进行烧结杯试验，对各种矿粉的特性进行研究。胡明意付林林2014年6月中旬以前，技术质量部会议室。3烧结布料装置不合理采用新型布料装置，研发新型平料、压料装置，并设置水平松料棒。实现混合料粒度、燃料含量等合理偏析分布。实现烧结机台车上混合料粒度组成和燃料含量的合理分布，做到料面平整，改进混合料出料闸门，布料时烧结混合料能够充分铺到烧结机台车边缘、混合料粒度等合理偏析分布。料面平整、料层透气性提高3%，点火效果显著改善。对布料装置进行进行改造，出料闸门采用多瓣式开口，布料圆筒长度由原来的1.467m提高到≥1.70m,研发新型压料板装置，并安装三层水平松料棒。秦旭升、柴强、郑华2014年6月底以前，烧结机机头现场4烧结点火真空度不适宜由烧结专家胡明意查找相关资料，参考同类机型烧结点火先进经验，选定适宜的烧结点火真空度，解决点火效果差及烧结料层透气性差问题。更新点火烧咀、点火真空度由12.3kPa降低到<5.5kPa，实现均匀稳定点火，提高烧结点火效果及烧结料层透气性。更换加大点火烧咀、调节点火器台车下部风箱阀门开度，连续监测风箱抽风负压，并不断观察烧结机点火效果，根据生产过程中实际条件最终确定出适宜的点火真空度。徐德强左武新2014年6月底以前，烧结点火器现场制表人：秦旭升时间：2014年3月第二十三页，共42页。八对策实施实施一:提高混合机运行效率

4.16～26日QC小组秦旭升、范永华组织烧结、机械、电气、仪表等专业技师，将二混圆筒混合机倾角由2.52°调整到3.26°,转速由6.5r/min调整到7.8r/min，解决了混合机填充率过高问题；另外还改进喷嘴加水方式，实现混合机工艺参数系统整体优化，混合料3～10mm粒级含量≥81.3%，充分满足烧结生产工艺要求（≥75%）。第二十四页，共42页。二次圆筒混合机减速机改进（提高从动轮转速）图纸如下:第二十五页，共42页。实施二：优化烧结配矿

4月20日～5月28日由胡明意、付林林等组织烧结技术人员，开展优化烧结配矿方案研究，并做烧结杯试验验证，实现精准、高效的烧结配矿计算与生产成本核算。按照测算的烧结矿化学成份结合生产成本确定最优配料比例，实现烧结配矿成本降低1.6元/吨（目标值1元/吨）。做到生产过程中含铁原料条件改变时,能够及时选定适宜的配料比例。下面各图为烧结杯试验确定最佳烧结配矿方案过程示例。第二十六页，共42页。

对备选烧结配矿方案进行烧结杯试验验证，对各种矿粉的烧结特性进行研究。第二十七页，共42页。第二十八页，共42页。

建立烧结配矿专家系统，利用数学模型寻求低成本最优烧结配矿结构，并为铁矿采购及时提供科学高效的化学成份评价、决策依据。第二十九页，共42页。吊耳挂耳穿心轴挂耳

配重

头部弧形新型压料板（整体）

单块压料板实施三：改进烧结机布料

5月10～6月29日小组成员秦旭升、郑华、柴强等对布料装置进行进行研发改造，出料闸门采用多瓣式开口，布料圆筒长度由原来的1.467m提高到1.739m,并安装新型压料装置及水平松料棒。实现烧结机台车上混合料粒度组成和燃料含量的合理分布，料面平整、料层透气性提高了4.9%（目标值3.0%）。新型压料板结构示意图如下：制图人：柴强时间：2014年5月第三十页，共42页。烧结机布料系统配置图：

新型压料板装置获得国家实用新型专利，专利号：ZL201420834105.2

烧结机头混合料仓

圆筒给料机

九辊布料机

新型压料板混合料层水平松料器松料层模型示意

松料棒

松料孔

烧结台车运行方向制图人：郑华时间：2014年6月第三十一页，共42页。实施四：改善烧结点火

6月12～18日QC小组徐德强、左武新带领多名设备检修人员和一线烧结机操作能手，参照国内同类机型烧结点火先进经验，将点火真空度由12.3kPa降低到5.2kPa（目标值<5.5kPa）。更换加大点火器烧嘴，实现烧结料层高强度均匀稳定点火。第三十二页，共42页。九效果检查效果一：目标值完成情况

本次QC小组活动取得了令人满意的效果。烧结矿月平均返矿率由2013下半年平均24.9%降低到2014下半年月平均18.6%。达到了国内同类型烧结机先进水平，超额完成了的活动目标。目标完成情况柱状图如下：图5：活动目标完成情况对比度柱状图

制图人：胡明意时间：2015年元月第三十三页，共42页。效果二:

表5：2014下半年烧结机班返矿率不合格〔≥22.8%〕次数统计表

序号项目频次〔次〕累计频次〔次〕累计百分数〔%〕1设备事故停机3232

32.72烧结终点控制不合理2759

60.03烧结料层透气性差1776

77.64烧结料面点火效果差108687.85其它1298100合计98频次〔次〕

N=98

累计百分数